싱가포르 난양이공대, 낟알 크기 소프트 로봇 개발

 

▲ NTU 연구팀이 낟알 크기의 미니어처 로봇을 개발했다.

 

싱가포르 난양이공대(NTU) 연구팀이 곡식 낟알 크기의 소프트 로봇(미니어처 로봇)을 개발했다고 24일 밝혔다. 이 로봇은 자기장을 이용해 제어할 수 있으며 약물 전달 등 의료 분야에 적용할 수 있다.

 

연구팀은 이번 연구 성과를 과학 저널인 ‘어드밴스드 머티리얼스( Advanced Materials)’에 발표했다.(논문 제목:Magnetic Miniature Soft Robot with Reprogrammable Drug-Dispensing Functionalities: Toward Advanced Targeted Combination Therapy)

 

이 로봇은 최대 4가지의 약물을 운반할 수 있으며, 방출 순서와 용량을 프로그래밍해 목표 지점에서 방출할 수 있다. 연구팀은 기존에 최대 3가지 약물을 운반할 수 있는 미니어처 로봇을 개발했으나 약물을 순서대로 방출하는 기능을 구현하지는 못했다.

 

연구팀은 새 미니어처 로봇이 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 크게 개선할 수 있도록 정밀한 기능을 제공한다고 밝혔다. 연구팀은 이전에 좁은 공간을 '유영'하고 작은 물체를 잡는 등 복잡한 동작을 수행할 수 있는 자기(마그네틱) 제어 미니어처 로봇을 개발한 바 있다.

 

NTU 기계항공우주공대(MAE) 럼궈잔(Lum Guo Zhan) 교수는 지난 1966년 개봉된 영화 ‘판타스틱 여행(Fantastic Voyage)’에서 잠수함 승무원을 세포 크기로 축소해 부상당한 과학자의 뇌로 보내 뇌 손상을 복구하는 것에서 영감을 받았다고 말했다.

 

▲ 연구팀이 자기장을 이용해 로봇을 제어하는 모습(뒤에 있는 사람이 럼궈잔 교수)

 

이 로봇은 인체에 독성이 없는 스마트 자성 합성 재료(자성 미세입자 및 폴리머)를 사용해 만들었다. 방향을 정확하게 제어할 수 없는 기존 미니어처 로봇과 달리, 이 로봇은 빠르게 구르고, 기어다닐수 있으며, 장애물을 피하기도 한다. 인체 내부의 복잡하고 구조화되지 않은 환경을 탐색할 수 있는 잠재력을 제공한다.

 

연구팀은 인체를 모방한 수중 환경을 네 개의 구역으로 나눈 뒤, 로봇이 초당 0.30~16.5mm의 속도로 이동하면서 각 구역에 서로 다른 약물을 방출하는 데 성공했다. 또 다른 실험에서 연구팀은 로봇이 환경을 탐색하면서 8시간 동안 약물을 충분하게 방출하는 것을 확인했다.

장길수 ksjang@irobotnews.com

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